JPH08220027A - X-ray fluorescence analyzer - Google Patents

X-ray fluorescence analyzer

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Publication number
JPH08220027A
JPH08220027A JP7023204A JP2320495A JPH08220027A JP H08220027 A JPH08220027 A JP H08220027A JP 7023204 A JP7023204 A JP 7023204A JP 2320495 A JP2320495 A JP 2320495A JP H08220027 A JPH08220027 A JP H08220027A
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JP
Japan
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ray
rays
sample
diffracting
analyzer
Prior art date
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Pending
Application number
JP7023204A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Terada
慎一 寺田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TECHNOS KENKYUSHO KK
Original Assignee
TECHNOS KENKYUSHO KK
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH08220027A publication Critical patent/JPH08220027A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To provide the X-ray fluorescence analyzer, which can improve the intensity of exciting X rays and the measuring accuracy, by suppressing the deterioration of the X-ray intensity caused by the generation of X-ray monochrome as much as possible. CONSTITUTION: An X-ray fluorescence analyzer 1 is constituted of an X-ray generator 10, a spectral crystal 13, which generates the monochrome from the X rays generated in the X-ray generator 10, an X-ray detector 20 for detecting fluorescent X rays 5, which are generated from a sample 2 by casting X-ray fluxes on the sample 2, a preamplifier 21, a proportional amplifier 22, a pulse height analyzer 23, a data processor 24 and the like. The crystal surface of the spectral crystal 13 is curved in the shape of the cured surface. The spectral crystal 13, an X-ray focal point A of the X-ray generator 10 and an irradiated position B of the sample 2 are arranged on the circumference of a Rowland circle RC with a radius R, respectively.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、シリコンウエハ等の試
料に励起X線を照射して、試料から発生する蛍光X線
を、たとえばエネルギー分散方式(EDX:Energy Dis
persive X-rayspectrometer)で分析するための蛍光X
線分析装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention irradiates a sample such as a silicon wafer with excited X-rays to emit fluorescent X-rays from the sample, for example, in an energy dispersion system (EDX: Energy Dispersion).
Fluorescence X for analysis with a persive X-ray spectrometer
The present invention relates to a line analyzer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、たとえば光学的に平滑な平面を有
するシリコンウエハなどの試料に、低い入射角度でX線
を照射することによって、試料の表面近傍に存在する元
素からの蛍光X線を検出する全反射蛍光X線分析装置
(Total Reflection X−rayFluorescence)が知られて
おり、励起X線を試料表面上で全反射させることによっ
て、試料の表面近傍のみの情報を高S/N比で得ること
ができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a sample such as a silicon wafer having an optically smooth plane is irradiated with X-rays at a low incident angle to detect fluorescent X-rays from an element existing near the surface of the sample. Total reflection X-ray Fluorescence analyzer is known, which obtains information only near the surface of the sample with a high S / N ratio by totally reflecting the excited X-rays on the sample surface. be able to.

【0003】X線発生源が放射するX線スペトクルは、
対陰極物質、印加電圧、印加電流などに依存し、一般に
は、熱電子の制動放射による連続したスペトクル分布を
示す連続X線(白色X線)と、対陰極物質に固有な急峻
なピークを示す特性X線とが重畳したものである。
The X-ray spectrum emitted by the X-ray source is
Depends on the anticathode material, applied voltage, applied current, etc., and generally shows continuous X-rays (white X-rays) showing a continuous spectrum distribution due to bremsstrahlung of thermoelectrons, and a sharp peak peculiar to the anticathode material. Characteristic X-rays are superimposed.

【0004】そこで、X線発生源の対陰極から発生する
特性X線を、分光結晶とスリットなどから成る分光手段
によって単一の特性X線を分離してから、試料に照射す
るモノクロ全反射蛍光X線分析装置(特願平1−272
124号)が提案されており、励起X線の単色化によっ
てバックグランドノイズが低減されて、微量元素の検出
限界が向上するため、特に、IC用の半導体ウエハ上の
微量元素汚染検出の分野で急速に普及している。
Therefore, a single characteristic X-ray is separated from the characteristic X-ray generated from the anticathode of the X-ray generation source by a spectroscopic means including a dispersive crystal and a slit, and then the sample is irradiated with monochrome total reflection fluorescence. X-ray analyzer (Japanese Patent Application No. 1-272)
No. 124) has been proposed and the background noise is reduced by monochromatic excitation X-rays, and the detection limit of trace elements is improved. Therefore, especially in the field of trace element contamination detection on semiconductor wafers for ICs. It is spreading rapidly.

【0005】他に、励起X線の波長域が異なる一対のX
線源および分光結晶を複数設けて、単色X線の励起波長
を順次切替えることによって、分析対象元素の多様化を
図った蛍光X線分析装置が開示されている(特開平6−
174664号(特願平4−350602号))。
Besides, a pair of X's having different wavelength ranges of excited X-rays.
An X-ray fluorescence analyzer has been disclosed in which a plurality of radiation sources and analyzing crystals are provided and the excitation wavelength of monochromatic X-rays is sequentially switched to diversify the elements to be analyzed (JP-A-6-
No. 174664 (Japanese Patent Application No. 4-350602).

【0006】たとえばシリコンウエハ上の汚染物質のう
ち、特に、Fe、Ni、Cu、Zn、Al、Naなどの
元素が重要な分析対象であり、これらの元素に対する検
出感度を最大に設定するために、W(タングステン)な
どから成る対陰極を備えたX線発生源を用いて、Wの特
性X線のうち、Lβ1線(9.671keV)が励起X
線として使用されている。その理由として、(a)寿命
やX線放射特性などの見地から、対陰極用の材料として
Wが一般に広く用いられており、しかも大電力を印加す
ることが可能である、(b)W−Lβ1線は、ZnのK
吸収端(9.660keV)より高く、しかもWと同様
に高寿命な対陰極材料、たとえばMo、Ag、Rhの主
要な特性X線のうち最も低いエネルギーを有するため、
分析対象元素を励起する励起効率が優れている、等が挙
げられる。
Among contaminants on a silicon wafer, for example, elements such as Fe, Ni, Cu, Zn, Al, and Na are important analysis targets, and in order to set the detection sensitivity to these elements to the maximum. , W (tungsten) and the like, using an X-ray generation source equipped with an anticathode, among the characteristic X-rays of W, Lβ1 line (9.671 keV) is excited X
Used as a line. The reason is that (a) W is generally widely used as a material for the anticathode from the standpoint of life and X-ray emission characteristics, and (b) W- can be applied. Lβ1 line is K of Zn
Since it has the lowest energy among the main characteristic X-rays of an anticathode material higher than the absorption edge (9.660 keV) and having a long life like W, for example, Mo, Ag, and Rh,
The excitation efficiency of exciting the element to be analyzed is excellent and the like.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】近年の集積回路の高密
度化に伴い、シリコンウエハの表面汚染の管理が重要視
される傾向にあるため、微量元素の検出限界がより向上
し、しかも短時間で測定可能な分析手法が要求されてい
る。
With the recent increase in the density of integrated circuits, the control of the surface contamination of silicon wafers tends to be emphasized, so that the detection limit of trace elements is further improved, and in a short time. A measurable analytical method is required.

【0008】従来のモノクロ蛍光X線分析装置では、結
晶面が平坦な分光結晶を使用しているおり、X線発生源
からのX線が分光結晶によって回折すると、ブラッグ条
件に従って波長別に回折方向が分散する。そこで、スリ
ット等を用いて所定方向に回折した単色X線を取り出す
と、試料を照射するための励起X線の強度がかなり小さ
くなってしまい、所定のS/N比および波長分解能を確
保しようとすると測定時間が長くなってしまう。
A conventional monochromatic X-ray fluorescence analyzer uses a dispersive crystal having a flat crystal surface. When X-rays from an X-ray generation source are diffracted by the dispersive crystal, the diffraction directions are different according to wavelengths according to Bragg conditions. Spread. Therefore, if a monochromatic X-ray diffracted in a predetermined direction is extracted using a slit or the like, the intensity of the excitation X-ray for irradiating the sample becomes considerably small, and it is attempted to secure a predetermined S / N ratio and wavelength resolution. Then, the measurement time becomes long.

【0009】本発明の目的は、X線単色化によるX線強
度低下を可及的に抑制して、励起X線強度および測定精
度の向上が可能な蛍光X線分析装置を提供することであ
る。
An object of the present invention is to provide a fluorescent X-ray analyzer capable of suppressing the decrease in X-ray intensity due to monochromatic X-rays as much as possible and improving the excitation X-ray intensity and measurement accuracy. .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、励起用のX線
を発生するX線発生手段と、前記X線発生手段が発生す
るX線を単色化するためのX線回折手段と、前記X線回
折手段で分離された単色X線を試料に照射して、試料か
ら発生する蛍光X線を検出するためのX線検出手段とを
備える蛍光X線分析装置において、前記X線回折手段
は、結晶面が曲面状に湾曲した分光結晶であって、該分
光結晶、X線発生手段のX線焦点および試料の照射位置
がローランド円上にそれぞれ配置されていることを特徴
とする蛍光X線分析装置である。また本発明は、励起用
のX線を発生するX線発生手段と、前記X線発生手段が
発生するX線を単色化するためのX線回折手段と、前記
X線回折手段で分離された単色X線を試料に照射して、
試料から発生する蛍光X線を検出するためのX線検出手
段とを備える蛍光X線分析装置において、前記X線回折
手段は、結晶面が楕円の一部を成す形状に湾曲した分光
結晶であって、X線発生手段のX線焦点および試料の照
射位置が当該楕円の焦点にそれぞれに配置されているこ
とを特徴とする蛍光X線分析装置である。また本発明
は、励起用のX線を発生するX線発生手段と、前記X線
発生手段が発生するX線を単色化するためのX線回折手
段と、前記X線回折手段で分離された単色X線を試料に
照射して、試料から発生する蛍光X線を検出するための
X線検出手段とを備える蛍光X線分析装置において、前
記X線回折手段は、結晶面が放物線の一部を成す形状に
湾曲した分光結晶であって、X線発生手段のX線焦点が
当該放物線の焦点に配置されていることを特徴とする蛍
光X線分析装置である。また本発明は、試料表面で全反
射するようにX線を照射し、試料表面から全反射方向以
外の方向に発生する蛍光X線を検出することを特徴とす
る。また本発明は、X線回折手段は、回折格子面に対す
るX線入射角度およびX線回折角度をθ、回折格子面の
面間隔をd、単色X線の波長をλとおいて、ブラッグ条
件2・d・sinθ=n・λ(但し、nは1以上の自然
数)を満足するとともに、X線の入射位置に応じてX線
入射角度θが変化しても、波長λが一定になるように回
折格子面間隔dが場所によって変化していることを特徴
とする。
According to the present invention, there is provided an X-ray generating means for generating X-rays for excitation, an X-ray diffracting means for monochromating the X-rays generated by the X-ray generating means, and In a fluorescent X-ray analysis apparatus, which comprises an X-ray detection unit for irradiating a sample with monochromatic X-rays separated by the X-ray diffraction unit and detecting fluorescent X-rays generated from the sample, the X-ray diffraction unit is A fluorescent X-ray having a dispersive crystal whose crystal plane is curved, wherein the dispersive crystal, the X-ray focal point of the X-ray generating means, and the irradiation position of the sample are respectively arranged on the Rowland circle. It is an analyzer. Further, according to the present invention, the X-ray generating means for generating X-rays for excitation, the X-ray diffracting means for monochromaticizing the X-rays generated by the X-ray generating means, and the X-ray diffracting means are separated. Irradiate the sample with monochromatic X-rays,
In an X-ray fluorescence analyzer including X-ray detection means for detecting X-ray fluorescence generated from a sample, the X-ray diffraction means is a dispersive crystal whose crystal plane is curved in a shape forming a part of an ellipse. In addition, the X-ray focal point of the X-ray generating means and the irradiation position of the sample are arranged at the focal point of the ellipse, respectively. Further, according to the present invention, the X-ray generating means for generating X-rays for excitation, the X-ray diffracting means for monochromaticizing the X-rays generated by the X-ray generating means, and the X-ray diffracting means are separated. In a fluorescent X-ray analysis device comprising an X-ray detection means for irradiating a sample with monochromatic X-rays and detecting fluorescent X-rays generated from the sample, in the X-ray diffraction means, the crystal plane is a part of a parabola. It is a dispersive crystal which is curved in a shape that forms, and the X-ray focal point of the X-ray generating means is arranged at the focal point of the parabola, which is an X-ray fluorescence analyzer. Further, the present invention is characterized in that X-rays are irradiated so as to be totally reflected on the sample surface, and fluorescent X-rays generated from the sample surface in directions other than the total reflection direction are detected. According to the present invention, the X-ray diffracting means sets the X-ray incident angle and the X-ray diffraction angle with respect to the diffraction grating surface to θ, the surface spacing of the diffraction grating surface to d, and the wavelength of the monochromatic X-ray to λ, and the Bragg condition 2. d · sin θ = n · λ (where n is a natural number of 1 or more), and diffraction is performed so that the wavelength λ becomes constant even if the X-ray incident angle θ changes depending on the X-ray incident position. It is characterized in that the lattice spacing d changes depending on the location.

【0011】[0011]

【作用】本発明に従えば、X線回折手段として、結晶面
が曲面状に湾曲した分光結晶を使用することによって、
特定波長のX線に着目すると、1点から発散したX線が
再び1点に収束する集中光学系を構成することができ
る。そこで、X線焦点から放射されるX線束が所定発散
角で拡がりを有する場合に、該分光結晶、X線発生手段
のX線焦点および試料の照射位置をローランド円上にそ
れぞれ配置することによって、分光結晶によって単色化
されたX線を試料上に効率良く収束させることができ
る。したがって、X線発生手段からのX線利用効率が向
上して、励起X線の強度を格段に増加させることができ
る。
According to the present invention, by using a dispersive crystal having a curved crystal surface as the X-ray diffraction means,
Focusing on X-rays of a specific wavelength, it is possible to configure a converging optical system in which X-rays diverging from one point converge again to one point. Therefore, when the X-ray flux emitted from the X-ray focal point has a spread at a predetermined divergence angle, the dispersive crystal, the X-ray focal point of the X-ray generating means, and the irradiation position of the sample are respectively arranged on the Rowland circle, X-rays monochromated by the dispersive crystal can be efficiently focused on the sample. Therefore, the utilization efficiency of X-rays from the X-ray generation means is improved, and the intensity of excited X-rays can be significantly increased.

【0012】また本発明に従えば、X線回折手段とし
て、結晶面が楕円の一部を成す形状に湾曲した分光結晶
を使用することによって、上述と同様に、特定波長のX
線に着目すると、1点から発散したX線が再び1点に収
束する集中光学系を構成することができる。そこで、X
線焦点から放射されるX線束が所定発散角で拡がりを有
する場合に、X線焦点および試料の照射位置を当該楕円
の焦点にそれぞれに配置することによって、分光結晶に
よって単色化されたX線を試料上に効率良く収束させる
ことができる。したがって、X線利用効率が向上して、
励起X線の強度を格段に増加させることができる。
Further, according to the present invention, as the X-ray diffracting means, by using a dispersive crystal having a crystal surface curved in a shape forming a part of an ellipse, the X-ray of a specific wavelength can be obtained as described above.
Focusing on the line, it is possible to configure a converging optical system in which the X-ray diverging from one point converges again to one point. So X
When the X-ray flux radiated from the line focus has a divergence at a predetermined divergence angle, the X-ray focus and the irradiation position of the sample are respectively arranged at the focal points of the ellipses, so that the X-ray monochromated by the dispersive crystal is obtained. It can be efficiently focused on the sample. Therefore, the X-ray utilization efficiency is improved,
The intensity of the excited X-ray can be remarkably increased.

【0013】また本発明に従えば、X線回折手段とし
て、結晶面が放物線の一部を成す形状に湾曲した分光結
晶を使用することによって、上述と同様に、特定波長の
X線に着目すると、1点から発散したX線が平行ビーム
に収束する集中光学系を構成することができる。そこ
で、X線焦点から放射されるX線束が所定発散角で拡が
りを有する場合に、X線焦点を当該放物線の焦点に配置
することによって、分光結晶によって単色化されたX線
を試料上に効率良く収束させることができる。したがっ
て、X線利用効率が向上して、励起X線の強度を格段に
増加させることができる。
According to the present invention, as the X-ray diffracting means, by using a dispersive crystal whose crystal plane is curved in the shape of a part of a parabola, focusing on X-rays of a specific wavelength as described above, It is possible to configure a focusing optical system in which X-rays diverging from one point are converged into a parallel beam. Therefore, when the X-ray flux radiated from the X-ray focal point has a spread at a predetermined divergence angle, the X-ray focal point is arranged at the focal point of the parabola so that the X-ray monochromated by the dispersive crystal can be efficiently reflected on the sample. It can be well converged. Therefore, the X-ray utilization efficiency is improved, and the intensity of excited X-rays can be significantly increased.

【0014】また、試料表面で全反射するようにX線を
照射し、試料表面から全反射方向以外の方向に発生する
蛍光X線を検出することによって、試料の表面近傍だけ
を分析する全反射蛍光分析が可能になり、特に表面の汚
染元素の定性分析、定量分析が容易になる。
Further, by irradiating the sample surface with X-rays and detecting fluorescent X-rays generated from the sample surface in a direction other than the total reflection direction, total reflection for analyzing only the vicinity of the surface of the sample. Fluorescence analysis becomes possible, and particularly, qualitative analysis and quantitative analysis of surface contaminant elements become easy.

【0015】また、X線回折手段として分光結晶を使用
し、回折格子面に対するX線入射角度をθ、回折格子面
の面間隔をd、単色X線の波長をλとおいて、ブラッグ
条件2・d・sinθ=n・λ(但し、nは1以上の自
然数)を満足するとともに、X線の入射位置に応じてX
線入射角度θが変化しても、波長λが一定になるように
回折格子面の面間隔dが場所によって変化していること
によって、回折X線の単色性を劣化させることなくX線
収束が可能になる。
Further, using a dispersive crystal as the X-ray diffracting means, the X-ray incident angle with respect to the diffraction grating surface is θ, the surface spacing of the diffraction grating surface is d, and the wavelength of the monochromatic X-ray is λ. d · sin θ = n · λ (where n is a natural number of 1 or more) and X is determined according to the X-ray incident position.
Even if the line incident angle θ changes, the surface spacing d of the diffraction grating surface changes depending on the position so that the wavelength λ becomes constant, so that the X-ray convergence can be achieved without degrading the monochromaticity of the diffracted X-ray. It will be possible.

【0016】[0016]

【実施例】図1は、本発明の一実施例を示すブロック図
である。蛍光X線分析装置1は、W(タングステン)や
Mo(モリブデン)などで形成された回転対陰極11お
よび熱電子を放出するフィラメント12などから成るX
線発生器10と、X線発生器10から放射されるX線束
3からW−Mα特性X線等のX線束4を分離するための
分光結晶13およびコリメータ14、15と、単色化さ
れたX線束4がシリコンウエハ等の試料2に入射して、
その表面で全反射してスリット16を通過したX線の強
度を計測する、シンチレーションカウンタなどのX線カ
ウンタ17と、試料2から発生した蛍光X線5を検出す
るためのリチウムドリフト型Si検出器などのX線検出
器20などで構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. The X-ray fluorescence analyzer 1 is composed of a rotating anticathode 11 made of W (tungsten), Mo (molybdenum), or the like, and an X including a filament 12 that emits thermoelectrons.
The X-ray generator 10, the dispersive crystal 13 and the collimators 14 and 15 for separating the X-ray flux 4 such as W-Mα characteristic X-rays from the X-ray flux 3 radiated from the X-ray generator 10, and the monochromatic X The ray bundle 4 is incident on the sample 2 such as a silicon wafer,
An X-ray counter 17 such as a scintillation counter for measuring the intensity of X-rays that are totally reflected on the surface and passed through the slit 16, and a lithium drift type Si detector for detecting the fluorescent X-rays 5 generated from the sample 2. And the X-ray detector 20.

【0017】X線検出器20からの出力信号は前置増幅
器21に入力され、電荷パルスの時間積分値を波高に持
つ階段状の電圧パルスに変換する。前置増幅器21から
の出力信号は比例増幅器23に入力され、電圧パルスの
立上がり幅に比例した波高を有するパルスに波形整形す
る。比例増幅器23からの出力信号は波高分析器23に
入力され、各波高値の計数率を測定する。データ処理部
24は、波高分析器23で測定されたデータを処理して
磁気ディスクに格納したり、画面表示や印刷を行う。
The output signal from the X-ray detector 20 is input to the preamplifier 21 and converted into a step-like voltage pulse having the time integrated value of the charge pulse at the wave height. The output signal from the preamplifier 21 is input to the proportional amplifier 23 and shaped into a pulse having a wave height proportional to the rising width of the voltage pulse. The output signal from the proportional amplifier 23 is input to the wave height analyzer 23, and the count rate of each wave height value is measured. The data processing unit 24 processes the data measured by the wave height analyzer 23 and stores the data in a magnetic disk, and also performs screen display and printing.

【0018】テーブル駆動部25は、試料2の三次元位
置および姿勢を決める移動テーブルを駆動する。制御部
26は、データ処理部24からの指令に基づいてテーブ
ル駆動部25を制御する。
The table drive unit 25 drives a moving table that determines the three-dimensional position and orientation of the sample 2. The control unit 26 controls the table driving unit 25 based on a command from the data processing unit 24.

【0019】分光結晶13として、LiF、黄玉石、S
i、NaCl、方解石、Ge、α−石英、黒鉛、InS
b、ペンタエリトリトールや基板にSi層とW層が交互
に複数堆積したSiW人工累積膜などが用いられ、X線
の入射方向と特定の回折格子面の配向を選択することに
よって、特定の波長を持つX線だけを一定方向に回折、
反射させる働きを有する。
As the dispersive crystal 13, LiF, yellow cobblestone, S
i, NaCl, calcite, Ge, α-quartz, graphite, InS
b, pentaerythritol, or a SiW artificial cumulative film in which a plurality of Si layers and W layers are alternately deposited on a substrate is used. By selecting the X-ray incident direction and the orientation of a particular diffraction grating surface, Diffract only the X-rays you have in a certain direction,
Has a function of reflecting.

【0020】分光結晶13の結晶面は所定の曲率半径で
曲面状に湾曲しており、凹面鏡を用いた光学系と同様
に、特定波長のX線に関して、1点から発散したX線が
再び1点に収束する集中光学系を構成している。分光結
晶13、X線発生器10のX線焦点Aおよび試料2の照
射位置Bは、半径Rのローランド円RCの円周上にそれ
ぞれ配置されており、X線焦点Aから所定発散角で放射
されたX線束3が分光結晶13によって回折し、試料2
の照射位置Bに効率良く収束される。
The crystal plane of the dispersive crystal 13 is curved into a curved surface with a predetermined radius of curvature, and as with an optical system using a concave mirror, the X-ray diverging from one point is again 1 with respect to the X-ray of a specific wavelength. It forms a centralized optical system that converges to a point. The dispersive crystal 13, the X-ray focal point A of the X-ray generator 10 and the irradiation position B of the sample 2 are respectively arranged on the circumference of a Roland circle RC having a radius R, and radiate from the X-ray focal point A at a predetermined divergence angle. The generated X-ray flux 3 is diffracted by the dispersive crystal 13, and the sample 2
The irradiation position B is efficiently converged.

【0021】図2は、図1における分光結晶13、X線
焦点Aおよび照射位置Bの配置を示す概略図であり、ヨ
ハンソン(Johansson) 型の配置とも称される。分光結晶
13は可撓性の薄い結晶を僅かに撓ませて、結晶面13
bの曲率半径を2Rに設定している。さらに、X線が入
射する表面13aの形状が半径Rのローランド円RCと
一致するように研磨やエッチング等によって円筒面状に
加工されている。X線発生器10のX線焦点Aおよび試
料2の照射位置Bはローランド円RC上に配置されてい
る。
FIG. 2 is a schematic view showing the arrangement of the dispersive crystal 13, the X-ray focal point A and the irradiation position B in FIG. 1, which is also called a Johansson type arrangement. The dispersive crystal 13 slightly bends a flexible thin crystal to form a crystal plane 13
The radius of curvature of b is set to 2R. Further, the surface 13a on which the X-rays are incident is processed into a cylindrical surface by polishing, etching or the like so as to match the shape of the Rowland circle RC having a radius R. The X-ray focal point A of the X-ray generator 10 and the irradiation position B of the sample 2 are arranged on the Rowland circle RC.

【0022】X線焦点Aから発散角αで放射されたX線
は、分光結晶13の結晶面13bで回折、反射した後、
照射位置Bに向かって収束角βで収束する。このとき発
散角αと収束角βは一致するとともに(α=β)、幾何
学上の考察からX線焦点A、表面13aの各点および照
射位置Bを結ぶ2つの直線の交差角ψは一定になる。ま
た、各直線と結晶面13bの接線と交差する角度θ、す
なわちX線入射角およびX線回折角も一定になる。した
がって、特定波長のX線に注目すると、分光結晶13の
任意の位置でブラッグ条件を満足しており、単色X線に
関する集中光学系を構成することができる。こうしてX
線の単色化とともにX線利用効率も向上して、試料2へ
の照射強度を格段に増加させることができる。
The X-rays emitted from the X-ray focal point A at the divergence angle α are diffracted and reflected by the crystal plane 13b of the dispersive crystal 13, and then,
It converges toward the irradiation position B at a convergence angle β. At this time, the divergence angle α coincides with the convergence angle β (α = β), and the intersection angle ψ of two straight lines connecting the X-ray focal point A, each point on the surface 13a and the irradiation position B is constant from a geometrical consideration. become. Further, the angle θ at which each straight line intersects the tangent to the crystal plane 13b, that is, the X-ray incident angle and the X-ray diffraction angle are also constant. Therefore, focusing on the X-ray of the specific wavelength, the Bragg condition is satisfied at an arbitrary position of the dispersive crystal 13, and the concentrated optical system for the monochromatic X-ray can be configured. Thus X
The X-ray utilization efficiency is improved together with the monochromaticization of the rays, and the irradiation intensity on the sample 2 can be significantly increased.

【0023】図1に戻って、X線検出器20および前置
増幅器21は、暗電流や熱雑音の影響を回避するため、
液体窒素などの冷却手段によって室温より極めて低い温
度に保たれている。また、空気によるX線散乱の影響に
よって、散乱X線によるバックグランドの増大や、空気
中のアルゴンの特性X線の発生を防止するため、励起X
線または蛍光X線が通過する空間は、0.1Torr以
下の真空に保たれることが好ましい。
Returning to FIG. 1, the X-ray detector 20 and the preamplifier 21 avoid the effects of dark current and thermal noise.
It is kept at a temperature extremely lower than room temperature by a cooling means such as liquid nitrogen. Further, in order to prevent an increase in background due to scattered X-rays and generation of characteristic X-rays of argon in the air due to the influence of X-ray scattering due to air, the excitation X
The space through which the X-ray or the fluorescent X-ray passes is preferably maintained in a vacuum of 0.1 Torr or less.

【0024】次に動作について説明する。X線発生器1
0において、フィラメント12から発生した熱電子が回
転対陰極11に入射すると、たとえばWの特性X線であ
るLα線(8.396keV)、Lβ1線(9.671
keV)、Lβ2線(9.960keV)およびMα線
(1.774keV)ならびに白色X線が発生する。こ
のようなX線束3が、たとえばLiFから成る分光結晶
13に角度θで入射すると、面指数(200)の格子面
によってたとえばW−Mα線だけが角度θで反射して分
離される。こうして励起X線が単色化されることによっ
て、信号バックグランドを構成する散乱線強度の低減化
を図ることができる。分離されたX線束4は、コリメー
タ14、15を通過して、試料2に極めて低い角度、た
とえば0.1度以下の角度で入射する。こうして、試料
2の表面近傍に存在する元素、特に表面汚染元素のう
ち、たとえばW−Mα線より低いK吸収端を有する元
素、たとえばFe、Ni、Cu、Zn、Al、Naが励
起されて、各元素に特有の蛍光X線5が発生する。
Next, the operation will be described. X-ray generator 1
At 0, when the thermoelectrons generated from the filament 12 are incident on the rotating anticathode 11, for example, Lα rays (8.396 keV) and Lβ1 rays (9.671) which are characteristic X-rays of W.
keV), Lβ2 rays (9.960 keV) and Mα rays (1.774 keV) as well as white X-rays. When such an X-ray flux 3 is incident on the dispersive crystal 13 made of, for example, LiF at an angle θ, only the W-Mα rays are reflected at the angle θ and separated by the lattice plane having the plane index (200). By making the excited X-rays monochromatic in this manner, it is possible to reduce the intensity of scattered radiation that constitutes the signal background. The separated X-ray flux 4 passes through the collimators 14 and 15 and is incident on the sample 2 at an extremely low angle, for example, an angle of 0.1 degree or less. In this way, elements existing near the surface of the sample 2, in particular, surface contamination elements, such as elements having a K absorption edge lower than the W-Mα line, such as Fe, Ni, Cu, Zn, Al, and Na, are excited, Fluorescent X-rays 5 peculiar to each element are generated.

【0025】試料2の汚染元素から発生した蛍光X線5
は、X線検出器20で検出されて、X線光子のエネルギ
ーに応じた電子・正孔対に変換されるため、その出力信
号の強さは、検出したX線光子のエネルギーに比例す
る。したがって、X線検出器20の出力信号の強さを測
定することによって、蛍光X線5のエネルギースペクト
ルを得ることが可能となる。
Fluorescent X-ray 5 generated from the contaminant element of sample 2
Is detected by the X-ray detector 20 and converted into an electron-hole pair according to the energy of the X-ray photon, so the intensity of the output signal is proportional to the energy of the detected X-ray photon. Therefore, the energy spectrum of the fluorescent X-rays 5 can be obtained by measuring the intensity of the output signal of the X-ray detector 20.

【0026】次の前置増幅器21は、入出力間に静電容
量による負帰還回路を備え、入力電荷パルスの時間積分
値を波高に持つ階段状の電圧パルスに変換する。次の比
例増幅器22は、雑音除去のためのたとえばガウシアン
型のフィルタと、短時間に2つ以上のX線光子が入射す
るパイルアップを除去するパイルアップリジェクタなど
を備え、前置増幅器21の電圧パルスの立上がり幅に比
例した波高を有するパルス信号に変換する。次の波高分
析器23は、たとえばウイルキンソン型A/D変換器を
備え、入力パルスの波高値に比例した数のクロックパル
スに変換し、クロックパルスの数に対応した特定のチャ
ネル毎に計数を行ってメモリに格納する。そして、メモ
リに蓄えられたデータが、データ処理器24によって横
軸にチャネル(エネルギー)、縦軸に計数値を示すエネ
ルギースペクトルに変換される。こうして、得られたエ
ネルギースペクトルを分析することによって、試料2の
特定領域に関する元素組成が判明するとともに、テーブ
ル駆動部25によって試料2を走査することによって試
料2の汚染マップを作成することができる。
The next preamplifier 21 is provided with a negative feedback circuit by an electrostatic capacitance between the input and output, and converts the time integrated value of the input charge pulse into a stepped voltage pulse having a wave height. The following proportional amplifier 22 includes, for example, a Gaussian-type filter for removing noise, a pile-up rejector for removing a pile-up in which two or more X-ray photons enter in a short time, and the like. The signal is converted into a pulse signal having a wave height proportional to the rising width of the pulse. The next wave height analyzer 23 includes, for example, a Wilkinson type A / D converter, converts into a number of clock pulses proportional to the wave height value of the input pulse, and counts for each specific channel corresponding to the number of clock pulses. And store it in memory. The data stored in the memory is converted by the data processor 24 into an energy spectrum having a channel (energy) on the horizontal axis and a count value on the vertical axis. In this way, by analyzing the obtained energy spectrum, the elemental composition of the specific region of the sample 2 can be known, and the contamination map of the sample 2 can be created by scanning the sample 2 by the table driving unit 25.

【0027】図3は、本発明の他の実施例を示すブロッ
ク図である。蛍光X線分析装置1は、図1と同様な構成
を有し、回転対陰極11およびフィラメント12などか
ら成るX線発生器10と、X線発生器10からのX線束
3からW−Mα特性X線等の狭い波長幅のX線束4を分
離するための分光結晶13およびコリメータ14、15
と、X線束4が試料2に入射して、その表面で全反射し
てスリット16を通過したX線の強度を計測するX線カ
ウンタ17と、試料2から発生した蛍光X線5を検出す
るX線検出器20などで構成される。
FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. The fluorescent X-ray analyzer 1 has the same configuration as that of FIG. 1, and has an X-ray generator 10 including a rotating anticathode 11 and a filament 12, an X-ray flux 3 from the X-ray generator 10, and W-Mα characteristics. Spectroscopic crystal 13 and collimators 14, 15 for separating X-ray flux 4 having a narrow wavelength width such as X-rays
Then, the X-ray flux 4 is incident on the sample 2, the X-ray counter 17 that measures the intensity of the X-rays that are totally reflected on the surface thereof and passed through the slit 16, and the fluorescent X-rays 5 generated from the sample 2 are detected. The X-ray detector 20 and the like are used.

【0028】X線検出器20から以降の信号処理系およ
び試料駆動系は図1のものと一致するため、同一符号を
付して重複説明を省く。
Since the signal processing system and the sample driving system subsequent to the X-ray detector 20 are the same as those in FIG. 1, the same reference numerals are given and duplicate description will be omitted.

【0029】分光結晶13として、図1と同様に、Li
FやSiW人工累積膜などが用いられ、X線の入射方向
と特定の回折格子面の配向を選択することによって、特
定の波長を持つX線だけを一定方向に回折、反射させ
る。
As the dispersive crystal 13, as in FIG.
An F or SiW artificial cumulative film or the like is used, and only the X-ray having a specific wavelength is diffracted and reflected in a certain direction by selecting the incident direction of the X-ray and the orientation of the specific diffraction grating surface.

【0030】図4は、図3における分光結晶13、X線
焦点Aおよび照射位置Bの配置の一例を示す概略図であ
る。分光結晶13は可撓性の薄い結晶を僅かに撓ませ
て、結晶面は楕円ECの一部を成す形状に湾曲してお
り、楕円鏡を用いた光学系と同様に、特定波長のX線に
関して、1点から発散したX線が再び1点に収束する集
中光学系を構成している。X線発生器10のX線焦点A
および試料2の照射位置Bは、楕円ECの各焦点にそれ
ぞれ配置されている。
FIG. 4 is a schematic view showing an example of the arrangement of the dispersive crystal 13, the X-ray focus A and the irradiation position B in FIG. The dispersive crystal 13 slightly bends a flexible thin crystal, and the crystal plane is curved to form a part of an ellipse EC. As with an optical system using an elliptical mirror, the X-ray of a specific wavelength is used. With respect to the above, an X-ray diverging from one point constitutes a converging optical system that converges again to one point. X-ray focus A of the X-ray generator 10
The irradiation position B of the sample 2 is arranged at each focus of the ellipse EC.

【0031】X線焦点Aから発散角αで放射されたX線
は、分光結晶13の結晶面で回折、反射した後、照射位
置Bに向かって収束角βで収束する。ここで、楕円EC
の一部を成す分光結晶13の位置をX線焦点A寄りに設
定し、かつ楕円ECをより扁平にすることによって、発
散角αに比べて収束角βを極めて小さくできる。
The X-rays emitted from the X-ray focal point A at the divergence angle α are diffracted and reflected by the crystal plane of the dispersive crystal 13, and then converge at the convergence angle β toward the irradiation position B. Where ellipse EC
The convergence angle β can be made extremely smaller than the divergence angle α by setting the position of the dispersive crystal 13 forming a part of the above to the X-ray focus A side and making the ellipse EC flatter.

【0032】一方、図1に示した蛍光X線分析装置にお
いて、試料2の表面に対して全反射角度でX線束4を入
射させる場合、X線束4の収束角βが全反射臨界角φc
以下でないと、全反射条件から外れるX線が現れる。し
たがって、全反射蛍光分析を行うためには、常にα=β
<φcを満足する必要がある。全反射臨界角φcは、一
般に極めて小さい値であり、たとえば9.67keVの
X線をシリコンウエハに照射する場合はφc=0.17
度になる。そのため、図1の配置を全反射蛍光分析に適
用すると、X線焦点Aからの発散角αを極めて小さくす
る必要がある。
On the other hand, in the X-ray fluorescence analyzer shown in FIG. 1, when the X-ray flux 4 is made incident on the surface of the sample 2 at a total reflection angle, the convergence angle β of the X-ray flux 4 is the total reflection critical angle φc.
Unless otherwise, X-rays that deviate from the total reflection condition appear. Therefore, in order to perform total internal reflection fluorescence analysis, α = β
It is necessary to satisfy <φc. The critical angle for total reflection φc is generally a very small value, and for example, φc = 0.17 when a silicon wafer is irradiated with 9.67 keV X-rays.
It becomes degree. Therefore, when the arrangement of FIG. 1 is applied to the total reflection fluorescence analysis, it is necessary to make the divergence angle α from the X-ray focus A extremely small.

【0033】それに対して、図3の配置では発散角αに
比べて収束角βを小さくできるため、試料2に対する全
反射条件を満たすことが容易になる。こうしてX線の単
色化とともにX線利用効率も向上して、試料2への照射
強度を格段に増加させることができる。
On the other hand, in the arrangement of FIG. 3, since the convergence angle β can be made smaller than the divergence angle α, it becomes easy to satisfy the condition of total reflection for the sample 2. In this way, the efficiency of X-ray utilization is improved as well as the monochromaticity of X-rays, and the irradiation intensity on the sample 2 can be significantly increased.

【0034】図5は、図3における分光結晶13、X線
焦点Aおよび照射位置Bの配置の他の例を示す概略図で
ある。分光結晶13は可撓性の薄い結晶を僅かに撓ませ
て、結晶面は放物線PCの一部を成す形状に湾曲してお
り、放物面鏡を用いた光学系と同様に、特定波長のX線
に関して、1点から発散したX線が平行ビームに収束す
る集中光学系を構成している。X線発生器10のX線焦
点Aは放物線PCの焦点に配置される。
FIG. 5 is a schematic view showing another example of the arrangement of the dispersive crystal 13, the X-ray focus A and the irradiation position B in FIG. The dispersive crystal 13 slightly bends a flexible thin crystal, and the crystal plane is curved in a shape forming a part of the parabola PC. As with an optical system using a parabolic mirror, the dispersive crystal 13 has a specific wavelength. Concerning the X-rays, a converging optical system in which the X-rays diverging from one point are converged into a parallel beam is configured. The X-ray focus A of the X-ray generator 10 is located at the focus of the parabola PC.

【0035】X線焦点Aから発散角αで放射されたX線
は、分光結晶13の結晶面で回折、反射した後、照射位
置Bに向かって収束角β=0の平行ビームで進行する。
そのため、仮に配置や形状の誤差が生じたとしても、発
散角αに比べて収束角βを極めて小さくでき、試料2に
対する全反射条件を満たすことが容易になる。こうして
X線の単色化とともにX線利用効率も向上して、試料2
への照射強度を格段に増加させることができる。
The X-ray emitted from the X-ray focal point A at the divergence angle α is diffracted and reflected by the crystal plane of the dispersive crystal 13, and then travels toward the irradiation position B as a parallel beam having a convergence angle β = 0.
Therefore, even if an error occurs in the arrangement or the shape, the convergence angle β can be made extremely smaller than the divergence angle α, and the total reflection condition for the sample 2 can be easily satisfied. In this way, X-ray monochromatization and X-ray utilization efficiency are improved.
It is possible to remarkably increase the irradiation intensity.

【0036】図6は図4および図5の集中光学系におけ
るX線回折条件を示す拡大図であり、図6(a)は回折
格子面の面間隔dが一定である場合、図6(b)は回折
格子面の面間隔dが場所によって変化している場合を示
す。分光結晶13の回折格子面に対するX線入射角度お
よびX線回折角度をθ、回折格子面の面間隔をd、単色
X線の波長をλとおくと、ブラッグ条件2・d・sin
θ=n・λ(但し、nは自然数)を満足するときX線回
折が実現する。
FIG. 6 is an enlarged view showing the X-ray diffraction condition in the converging optical system of FIGS. 4 and 5, and FIG. 6A shows the case where the surface spacing d of the diffraction grating surface is constant, and FIG. ) Indicates a case where the surface spacing d of the diffraction grating surface changes depending on the place. When the X-ray incident angle and the X-ray diffraction angle with respect to the diffraction grating surface of the dispersive crystal 13 are θ, the surface spacing of the diffraction grating surface is d, and the wavelength of the monochromatic X-ray is λ, the Bragg condition 2 · d · sin
X-ray diffraction is realized when θ = n · λ (where n is a natural number) is satisfied.

【0037】まず図6(a)において、グラファイトや
フッ化リチウム等の分光結晶13では回折格子面の面間
隔dが場所によらず一定であるため、X線焦点Aからの
X線が分光結晶13の近い領域に入射した場合、ブラッ
グ条件2・d・sinθ=n・λが成立する。
First, in FIG. 6A, in the dispersive crystal 13 made of graphite, lithium fluoride, or the like, the X-ray from the X-ray focus A is dissipated because the surface spacing d of the diffraction grating surface is constant regardless of the location. When the light enters the near region of 13, the Bragg condition 2 · d · sin θ = n · λ is satisfied.

【0038】一方、X線焦点AからのX線が分光結晶1
3の遠い領域に入射した場合、X線入射角度がθa(<
θ)に変化するため、ブラッグ条件2・d・sinθa
=n・λaが成立する。したがって、照射位置Bに向か
うX線のうち、分光結晶13の入射位置に依存してブラ
ッグ条件を満たす波長が異なるため、X線の単色性を劣
化させる要因になっている。X線焦点Aからの発散角が
小さいと無視できるが、X線利用効率向上のために発散
角を大きくとると、単色性が犠牲になる。
On the other hand, the X-ray from the X-ray focal point A is the analyzing crystal 1
When incident on a far region of 3, the X-ray incident angle is θa (<
θ), so the Bragg condition 2 · d · sin θa
= N · λa holds. Therefore, among the X-rays directed to the irradiation position B, the wavelengths that satisfy the Bragg condition differ depending on the incident position of the dispersive crystal 13, which is a factor that deteriorates the monochromaticity of the X-rays. This can be ignored if the divergence angle from the X-ray focal point A is small, but if the divergence angle is increased to improve the X-ray utilization efficiency, monochromaticity is sacrificed.

【0039】次に図6(b)において、人工累積多層膜
等の分光結晶13では回折格子面の面間隔dを場所によ
って変化させることが可能であり、X線焦点AからのX
線が分光結晶13の近い領域に入射した場合、ブラッグ
条件2・d・sinθ=n・λが成立する。
Next, in FIG. 6 (b), in the dispersive crystal 13 such as the artificial cumulative multilayer film, it is possible to change the surface spacing d of the diffraction grating surface depending on the location, and the X from the X-ray focal point A can be changed.
When the line is incident on the near region of the dispersive crystal 13, the Bragg condition 2 · d · sin θ = n · λ is satisfied.

【0040】一方、X線焦点AからのX線が分光結晶1
3の遠い領域に入射した場合、X線入射角度がθa(<
θ)に変化するが、この変化分を補正するように面間隔
dがdaに変化しているため、同一波長λのX線に対し
てブラッグ条件2・da・sinθa=n・λを成立さ
せることができる。したがって、照射位置Bに向かうX
線の波長が分光結晶13の入射位置に依存しなくなり、
X線焦点Aからの発散角が大きくてもX線の単色性を向
上できる。なお、回折格子面の面間隔dの分布は、楕円
ECや放物線PCの形状、分光結晶13とX線焦点Aと
の相対位置、分光結晶13の形状、使用するX線波長等
によって数学的に算出できる。
On the other hand, the X-ray from the X-ray focus A is the dispersive crystal 1.
When incident on a far region of 3, the X-ray incident angle is θa (<
θ), but since the surface distance d changes to da so as to correct this change, the Bragg condition 2 · da · sin θa = n · λ is satisfied for the X-rays of the same wavelength λ. be able to. Therefore, X toward the irradiation position B
The wavelength of the line does not depend on the incident position of the dispersive crystal 13,
Even if the divergence angle from the X-ray focal point A is large, the monochromaticity of X-rays can be improved. The distribution of the surface spacing d of the diffraction grating surface is mathematically determined by the shape of the ellipse EC or the parabola PC, the relative position of the dispersive crystal 13 and the X-ray focus A, the shape of the dispersive crystal 13, the X-ray wavelength used, and the like. Can be calculated.

【0041】図7は、回折格子面の面間隔dを空間的に
変化させた分光結晶13の製造方法を示す構成図であ
る。図7において、CVD(化学気相成長)法やスパッ
タ法をを用いて基板34上に人工累積多層膜を堆積させ
る例を示す。高速に加速されたイオンビーム30を成膜
材料から成るターゲット31に照射して、ターゲット3
1の原子を叩き出して、放出された原子32を基板34
に堆積させる。ターゲット31と基板34との間には、
コンピュータ36の指令の下で駆動装置35によって駆
動されるシャッタ33が設置され、基板34に対して平
行移動自在に制御される。
FIG. 7 is a constitutional view showing a method of manufacturing the dispersive crystal 13 in which the spacing d between the diffraction grating surfaces is spatially changed. FIG. 7 shows an example in which the artificial cumulative multilayer film is deposited on the substrate 34 by using the CVD (chemical vapor deposition) method or the sputtering method. The target 31 made of a film forming material is irradiated with the ion beam 30 accelerated at high speed to
One atom is knocked out, and the released atom 32 is transferred to the substrate 34.
To deposit. Between the target 31 and the substrate 34,
A shutter 33 driven by a drive device 35 is installed under the command of the computer 36, and is controlled to be movable in parallel with respect to the substrate 34.

【0042】成膜材料としてタングステンと炭素との組
合せやモリブデンとシリコンとの組合せなどがあり、タ
ーゲット31の交換によって成膜材料を選択し、イオン
ビーム30の照射エネルギーや照射時間、シャッタ33
の移動速度等を調整することで、基板34上に形成され
る膜厚を場所によって変化させることができる。こうし
て得られた人工累積多層膜は、基板34の影響が少ない
X線反射型の分光結晶13として用いられる。
There are combinations of tungsten and carbon and combinations of molybdenum and silicon as film forming materials. The film forming material is selected by replacing the target 31, the irradiation energy and irradiation time of the ion beam 30, the shutter 33.
The film thickness formed on the substrate 34 can be changed depending on the location by adjusting the moving speed and the like. The artificial cumulative multilayer film thus obtained is used as the X-ray reflection type dispersive crystal 13 which is less affected by the substrate 34.

【0043】図8は、分光結晶13の具体例を示す説明
図である。分光結晶13の長さは30mm程度であっ
て、中央をM、X線焦点A側の端部をL、照射位置B側
の端部をNとおいて、X線焦点Aと中央Mの距離AM=
175mm、中央Mと照射位置Bの距離MB=306m
mに設定する。使用するX線はW−Lβ1線で波長λ=
1.2818Åである場合、X線入射角度θおよび分光
結晶13の面間隔dは次の表1のようになる。
FIG. 8 is an explanatory view showing a specific example of the dispersive crystal 13. The length of the dispersive crystal 13 is about 30 mm, the distance AM between the X-ray focus A and the center M is M, the center is M, the end on the X-ray focus A side is L, and the end on the irradiation position B side is N. =
175 mm, distance between center M and irradiation position B MB = 306 m
Set to m. The X-ray used is the W-Lβ1 line with a wavelength λ =
In the case of 1.2818Å, the X-ray incident angle θ and the surface spacing d of the dispersive crystal 13 are as shown in Table 1 below.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】なお、LとMの間およびMとNの間は、X
線入射角度θの変化に応じて、面間隔dが連続的に変化
している。
Between L and M and between M and N, X
The surface distance d continuously changes according to the change of the line incident angle θ.

【0046】こうしてX線入射位置に応じて分光結晶の
面間隔を空間的に変化させることによって、X線の収束
効率を向上させることが可能である。
By spatially changing the plane spacing of the dispersive crystal according to the X-ray incident position, the X-ray focusing efficiency can be improved.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、分
光結晶によって単色化されたX線を試料上に効率良く収
束できるため、X線発生手段からのX線利用効率が向上
して、励起X線の強度を格段に向上できる。さらに、励
起X線強度が強くなることによって、信号S/N比およ
び測定分解能が向上し、測定時間の短縮化を図ることが
できる。また、X線利用効率が良くなることによって、
X線管などのX線発生手段の小型軽量化が可能になり、
装置の小形化や運転費用削減が実現する。
As described in detail above, according to the present invention, the X-rays monochromated by the dispersive crystal can be efficiently focused on the sample, so that the utilization efficiency of X-rays from the X-ray generating means is improved, The intensity of the excited X-ray can be remarkably improved. Further, the increased excitation X-ray intensity improves the signal S / N ratio and the measurement resolution, and shortens the measurement time. In addition, as the X-ray utilization efficiency improves,
It is possible to reduce the size and weight of X-ray generators such as X-ray tubes.
Realizes downsizing of equipment and reduction of operating costs.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】図1における分光結晶13、X線焦点Aおよび
照射位置Bの配置を示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic view showing the arrangement of a dispersive crystal 13, an X-ray focus A and an irradiation position B in FIG.

【図3】本発明の他の実施例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.

【図4】図3における分光結晶13、X線焦点Aおよび
照射位置Bの配置の一例を示す概略図である。
4 is a schematic diagram showing an example of the arrangement of the dispersive crystal 13, the X-ray focal point A, and the irradiation position B in FIG.

【図5】図3における分光結晶13、X線焦点Aおよび
照射位置Bの配置の他の例を示す概略図である。
5 is a schematic diagram showing another example of the disposition of the dispersive crystal 13, the X-ray focus A, and the irradiation position B in FIG.

【図6】図4および図5の集中光学系におけるX線回折
条件を示す拡大図であり、図6(a)は回折格子面の面
間隔dが一定である場合、図6(b)は回折格子面の面
間隔dが場所によって変化している場合を示す。
FIG. 6 is an enlarged view showing an X-ray diffraction condition in the focusing optical system of FIGS. 4 and 5, and FIG. 6A shows a case where the surface spacing d of the diffraction grating surface is constant, and FIG. The case where the surface spacing d of the diffraction grating surface changes depending on the location is shown.

【図7】回折格子面の面間隔dを空間的に変化させた分
光結晶13の製造方法を示す構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing a method of manufacturing the dispersive crystal 13 in which the spacing d between the diffraction grating surfaces is spatially changed.

【図8】分光結晶13の具体例を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a specific example of the dispersive crystal 13.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 蛍光X線分析装置 2 試料 3、4 X線束 5 蛍光X線 10 X線発生器 11 回転対陰極 12 フィラメント 13 分光結晶 14、15 コリメータ 16 スリット 17 X線カウンタ 20 X線検出器 21 前置増幅器 22 比例増幅器 23 波高分析器 24 データ処理器 25 テーブル駆動部 26 制御部 33 シャッタ A X線焦点 B 照射位置 1 Fluorescent X-ray analyzer 2 Sample 3, 4 X-ray flux 5 Fluorescent X-ray 10 X-ray generator 11 Rotating anticathode 12 Filament 13 Spectroscopic crystal 14, 15 Collimator 16 Slit 17 X-ray counter 20 X-ray detector 21 Preamplifier 22 Proportional amplifier 23 Wave height analyzer 24 Data processor 25 Table drive unit 26 Control unit 33 Shutter A X-ray focus B Irradiation position

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 励起用のX線を発生するX線発生手段
と、 前記X線発生手段が発生するX線を単色化するためのX
線回折手段と、 前記X線回折手段で分離された単色X線を試料に照射し
て、試料から発生する蛍光X線を検出するためのX線検
出手段とを備える蛍光X線分析装置において、前記X線
回折手段は、結晶面が曲面状に湾曲した分光結晶であっ
て、該分光結晶、X線発生手段のX線焦点および試料の
照射位置がローランド円上にそれぞれ配置されているこ
とを特徴とする蛍光X線分析装置。
1. An X-ray generator for generating X-rays for excitation, and an X-ray for monochromaticizing the X-rays generated by the X-ray generator.
An X-ray fluorescence analyzer comprising: a line diffracting unit; and an X-ray detecting unit for irradiating a sample with monochromatic X-rays separated by the X-ray diffracting unit to detect fluorescent X-rays generated from the sample, The X-ray diffracting means is a dispersive crystal whose crystal plane is curved, and the dispersive crystal, the X-ray focus of the X-ray generating means, and the irradiation position of the sample are respectively arranged on the Rowland circle. A characteristic X-ray fluorescence analyzer.
【請求項2】 励起用のX線を発生するX線発生手段
と、 前記X線発生手段が発生するX線を単色化するためのX
線回折手段と、 前記X線回折手段で分離された単色X線を試料に照射し
て、試料から発生する蛍光X線を検出するためのX線検
出手段とを備える蛍光X線分析装置において、前記X線
回折手段は、結晶面が楕円の一部を成す形状に湾曲した
分光結晶であって、X線発生手段のX線焦点および試料
の照射位置が当該楕円の焦点にそれぞれに配置されてい
ることを特徴とする蛍光X線分析装置。
2. X-ray generating means for generating X-rays for excitation, and X for monochromaticizing the X-rays generated by the X-ray generating means.
An X-ray fluorescence analyzer comprising: a line diffracting unit; and an X-ray detecting unit for irradiating a sample with monochromatic X-rays separated by the X-ray diffracting unit to detect fluorescent X-rays generated from the sample, The X-ray diffracting means is a dispersive crystal whose crystal plane is curved to form a part of an ellipse, and the X-ray focus of the X-ray generating means and the irradiation position of the sample are arranged at the focus of the ellipse, respectively. An X-ray fluorescence analyzer characterized in that
【請求項3】 励起用のX線を発生するX線発生手段
と、 前記X線発生手段が発生するX線を単色化するためのX
線回折手段と、 前記X線回折手段で分離された単色X線を試料に照射し
て、試料から発生する蛍光X線を検出するためのX線検
出手段とを備える蛍光X線分析装置において、前記X線
回折手段は、結晶面が放物線の一部を成す形状に湾曲し
た分光結晶であって、X線発生手段のX線焦点が当該放
物線の焦点に配置されていることを特徴とする蛍光X線
分析装置。
3. X-ray generation means for generating X-rays for excitation, and X for monochromaticizing the X-rays generated by the X-ray generation means.
An X-ray fluorescence analyzer comprising: a line diffracting unit; and an X-ray detecting unit for irradiating a sample with monochromatic X-rays separated by the X-ray diffracting unit to detect fluorescent X-rays generated from the sample, The X-ray diffracting means is a dispersive crystal whose crystal plane is curved to form a part of a parabola, and the X-ray focal point of the X-ray generating means is arranged at the focal point of the parabola. X-ray analyzer.
【請求項4】 試料表面で全反射するようにX線を照射
し、試料表面から全反射方向以外の方向に発生する蛍光
X線を検出することを特徴とする請求項2または3記載
の蛍光X線分析装置。
4. The fluorescence according to claim 2, wherein the X-ray is irradiated so as to be totally reflected on the sample surface, and the fluorescent X-ray generated from the sample surface in a direction other than the total reflection direction is detected. X-ray analyzer.
【請求項5】 X線回折手段は、回折格子面に対するX
線入射角度およびX線回折角度をθ、回折格子面の面間
隔をd、単色X線の波長をλとおいて、 ブラッグ条件2・d・sinθ=n・λ(但し、nは1
以上の自然数)を満足するとともに、X線の入射位置に
応じてX線入射角度θが変化しても、波長λが一定にな
るように回折格子面間隔dが場所によって変化している
ことを特徴とする請求項2または3記載の蛍光X線分析
装置。
5. The X-ray diffracting means is an X-ray for a diffraction grating surface.
Bragg condition 2 · d · sin θ = n · λ (where n is 1), where θ is the incident angle and X-ray diffraction angle, d is the spacing between diffraction grating surfaces, and λ is the wavelength of monochromatic X-rays.
The above-mentioned natural number) is satisfied, and even if the X-ray incident angle θ changes depending on the X-ray incident position, the diffraction grating surface spacing d changes depending on the location so that the wavelength λ becomes constant. The X-ray fluorescence analyzer according to claim 2 or 3, characterized in that.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6381303B1 (en) 1999-09-29 2002-04-30 Jordan Valley Applied Radiation Ltd. X-ray microanalyzer for thin films
US6389102B2 (en) 1999-09-29 2002-05-14 Jordan Valley Applied Radiation Ltd. X-ray array detector
US7103142B1 (en) 2005-02-24 2006-09-05 Jordan Valley Applied Radiation Ltd. Material analysis using multiple X-ray reflectometry models
US7609812B2 (en) 2002-12-27 2009-10-27 Technos Co., Ltd. Pore- or particle-size distribution measurement apparatus
KR101399505B1 (en) * 2012-11-08 2014-05-27 주식회사 아이에스피 Frame accumulation scanning method for energy dispersive x-ray fluorescence spectrometer
JP2019109220A (en) * 2017-12-15 2019-07-04 株式会社堀場製作所 X-ray detector and x-ray detection method
US10859520B2 (en) * 2017-12-15 2020-12-08 Horiba, Ltd. X-ray detection apparatus and x-ray detection method

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6381303B1 (en) 1999-09-29 2002-04-30 Jordan Valley Applied Radiation Ltd. X-ray microanalyzer for thin films
US6389102B2 (en) 1999-09-29 2002-05-14 Jordan Valley Applied Radiation Ltd. X-ray array detector
US7609812B2 (en) 2002-12-27 2009-10-27 Technos Co., Ltd. Pore- or particle-size distribution measurement apparatus
US7103142B1 (en) 2005-02-24 2006-09-05 Jordan Valley Applied Radiation Ltd. Material analysis using multiple X-ray reflectometry models
KR101399505B1 (en) * 2012-11-08 2014-05-27 주식회사 아이에스피 Frame accumulation scanning method for energy dispersive x-ray fluorescence spectrometer
JP2019109220A (en) * 2017-12-15 2019-07-04 株式会社堀場製作所 X-ray detector and x-ray detection method
US10859520B2 (en) * 2017-12-15 2020-12-08 Horiba, Ltd. X-ray detection apparatus and x-ray detection method

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